【新知關(guān)鍵詞:特拉普-1星系】
浩瀚宇宙，繁星如景，自從人類產(chǎn)生觸摸蒼穹的愿望之后，星際空間就以各種藝術(shù)形象出現(xiàn)在生活中。最初，人們渴望探索是因?yàn)槠诖c地球之外的智慧生命相遇。然而，隨著工業(yè)革命和科技革命的相繼發(fā)生，人口數(shù)量大爆炸之后，人類向宇宙出發(fā)的目標(biāo)就逐漸改變?yōu)閷ふ蚁乱粋€(gè)宜居家園。近十年來，美國宇航局NASA對火星的探索愈加細(xì)致入微，類地行星的消息不斷傳出。2月下旬，寶瓶座星群中特拉普-1星系的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)界再度沸騰，因?yàn)樾滦窍抵杏?顆類地行星，宜居星球很可能就在它們中間。
整個(gè)星系由七顆地球大小般的行星圍繞一顆恒星組成
據(jù)NASA官方網(wǎng)站3月2日報(bào)道，特拉普-1星系距離地球有40萬光年之遠(yuǎn)，為了確定星系中的七顆行星是否有宜居個(gè)體存在，天文學(xué)家使用韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀測行星，穿透行星大氣層，揭開它們的神秘面紗。
早在2016年5月，人們就宣布已發(fā)現(xiàn)三顆類地行星，并借助歐洲南方天文臺等幾座大型望遠(yuǎn)鏡證實(shí)了三顆行星的存在。之后，NASA的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡又觀測到了星系中的恒星和另外四顆行星。關(guān)于發(fā)現(xiàn)過程的研究論文已被發(fā)表于去年的《自然》雜志上，并在當(dāng)時(shí)華盛頓召開的宇航局新聞發(fā)布會上公布。
公布材料表明，整個(gè)星系由七顆地球大小般的行星圍繞一顆恒星組成，其中有三顆星球軌道穩(wěn)定，位于宜居帶中，科學(xué)家猜測靠近恒星的一顆星球上可能有液態(tài)水的存在。該發(fā)現(xiàn)打破了迄今為止尋找宜居星球所有研究的最高紀(jì)錄。NASA研究人員表示，如果這七個(gè)星球中有大氣環(huán)境適合人類生存的，那新發(fā)現(xiàn)將改變?nèi)祟愓J(rèn)為地球獨(dú)一無二的想法。長久以來"地球不可替代"的說法或許不正確，對新星系的探索正朝著尋找人類新落腳點(diǎn)邁出了一大步。
科研團(tuán)隊(duì)對星球的大小和密度進(jìn)行了精確測量，計(jì)算之后，研究人員認(rèn)為特拉普-1的星球都由巖石構(gòu)成，無法證明是否有水。第七顆行星，也就是最外圍的星球還未被測量密度，但科學(xué)家認(rèn)為，它表面可能是一個(gè)冰雪世界。只是無論最后估算結(jié)果如何，新星系依然是近幾年內(nèi)研究宜居星球的最佳目標(biāo)。
住在另一個(gè)星球上是什么感覺
如果新星系中真的存在宜居行星，那住在上面是什么感覺?科學(xué)家認(rèn)為，與住在太陽系不同，新星系居民可能感覺沒那么熱，因?yàn)槟抢锏暮阈鞘且活w表面溫度極低的紅矮星，體積只有太陽的八分之一。七顆行星與恒星之間的距離都比太陽系內(nèi)水星到太陽的距離要小，行星之間距離也很近。這意味著當(dāng)人們站在居住星球表面的某處時(shí)，只需抬頭仰望，就能看到臨近星球的大氣云層甚至地表特征，而且尺寸會比地球上看太陽或月亮更大。
由于距離更近，行星將由于引力過強(qiáng)被恒星鎖定，導(dǎo)致自始至終只有一面朝著恒星。星球的一面永遠(yuǎn)是白天，另一面永遠(yuǎn)是黑夜。晝夜變化的不同導(dǎo)致星球有完全不同的氣候模式，比如會有永不停歇的強(qiáng)風(fēng)和極端溫度變化。
特拉普-1星系發(fā)出的紅外光，肉眼不可見，而斯皮策望遠(yuǎn)鏡是一架紅外望遠(yuǎn)鏡，恰好適合觀測它。2016年秋天，斯皮策望遠(yuǎn)鏡連續(xù)觀測新星系500小時(shí)，從而順利揭示星系復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)。NASA斯皮策科學(xué)中心經(jīng)理肖恩·凱里說，14年以來最激動人心的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)，今年秋天，斯皮策還將對星系進(jìn)行更加細(xì)致的觀測，屆時(shí)還有韋伯望遠(yuǎn)鏡協(xié)同研究，必將挖掘更多信息。
韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是目前世界上公認(rèn)的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的最佳繼任者，也是有史以來最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡，它將幫助人類更好地了解人類在宇宙中所處的位置。該望遠(yuǎn)鏡擅長觀測恒星氣團(tuán)，配備有高靈敏度的紅外線傳感器與光譜器，能夠分析重元素的產(chǎn)生、星系間的氣體成分、星塵的物質(zhì)交換過程。如新星系大氣中有水、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氧氣的存在，韋伯望遠(yuǎn)鏡能夠給出精確的監(jiān)測結(jié)果。畢竟若人類真的想找出另一個(gè)地球，不僅要知道星球的大小和距恒星的距離，還要知道行星大氣層中各種成分的比例。
研究者們將逐一定義每個(gè)星球上的大氣層
預(yù)計(jì)NASA研究中心將在2018年利用光譜分析法確定類地行星的大氣成分，第一步將測定是否有甲烷和臭氧的存在，前者是生物化學(xué)過程的標(biāo)志物，后者則是保護(hù)生物不受紫外線傷害的保護(hù)膜。臭氧在很大程度上依賴有機(jī)體存在，韋伯望遠(yuǎn)鏡能夠?qū)ふ壹淄榈暮圹E，從而確定氧氣的生物來源以及如何導(dǎo)致臭氧積累。
韋伯望遠(yuǎn)鏡能夠完成這項(xiàng)任務(wù)，就意味著擁有類似配置的望遠(yuǎn)鏡能夠滿足監(jiān)測一個(gè)相對較近星系的需求。研究人員已將七顆行星中位于宜居帶的三顆列為研究候選目標(biāo)，又因?yàn)樾行莻儑@著的恒星太小，所發(fā)出的波長與反射的信號都不會對目標(biāo)星球的觀測結(jié)果有太大影響。
研究者表示，特拉普-1星系雖小，但明亮，且結(jié)構(gòu)上"五臟俱全"，人類越是持續(xù)觀察它，越是能了解太陽系以外的星系都是如何運(yùn)作，也更能了解太陽系。七顆類地行星的研究便于人們弄清楚每個(gè)行星的特質(zhì)，從而深入研究行星的起源、彼此間的聯(lián)系。此外，現(xiàn)在有七顆行星可供研究，每份研究結(jié)果可以互相對比，比較的過程也許將解答數(shù)千年來人們對宇宙的疑問。
NASA為了使研究更好地進(jìn)行下去，也為了吸引更多的太空粉絲，特意在推特上征集七顆行星的名稱。接下來十年內(nèi)，研究者們將逐一定義每個(gè)星球上的大氣層，尋找生命存在的依據(jù)。40光年的距離與其他星體相比并不算遙遠(yuǎn)，但發(fā)送探測器到該星系還要花費(fèi)上百萬年。科學(xué)家們認(rèn)為，從研究的角度來看，它們是尋找下個(gè)地球的最佳目標(biāo)，樂觀地說，也許我們真的能發(fā)現(xiàn)超越太陽系智慧生命的其他生物。
本版文并供圖/羅春曉
